JP2018523551A - Autoimmune mechanical immune regulation - Google Patents

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Abstract

動脈血液を患者から体外循環回路に引き込むステップと、血液にアフェレシスを行って、血液から1つ以上の成分を除去するステップとを含む方法が開示される。該方法は、構成成分・置換液を添加した血液を拍動流で患者に戻すステップをさらに含む。
【選択図】なし
A method is disclosed that includes drawing arterial blood from a patient into an extracorporeal circuit and performing apheresis on the blood to remove one or more components from the blood. The method further includes the step of returning the blood to which the component / replacement solution has been added to the patient in a pulsatile flow.
[Selection figure] None

Description

本発明は、自己免疫の機械的な免疫調節に関する。   The present invention relates to mechanical immune regulation of autoimmunity.

アフェレシスとは、ドナーまたは患者の血液が、1つ以上の成分を分離し残りを患者に戻す装置を通過するプロセスである。したがって、これは体外療法である。治療的アフェレシスは、末梢静脈系を利用して行われて3リットルの血漿を3リットルのアルブミン溶液と交換することができる。患者には、症候性疾患を抑制するために、患者の履歴データからの概算に基づいて、典型的には5〜15回の治療的アフェレシスセッションが行われる。実際の免疫疾患プロセスが有効に処置されていないため、患者はこの方法で何年も処置を受ける。   Apheresis is the process by which a donor or patient's blood passes through a device that separates one or more components and returns the remainder to the patient. This is therefore an extracorporeal therapy. Therapeutic apheresis can be performed utilizing the peripheral venous system to replace 3 liters of plasma with 3 liters of albumin solution. Patients are typically given 5-15 therapeutic apheresis sessions based on estimates from the patient's historical data to suppress symptomatic disease. Patients are treated for many years in this way because the actual immune disease process has not been effectively treated.

従来の血漿交換法は、静脈路の末梢脈管系を用いて行われる。血流内に浮遊する免疫因子のみが除去され、二次リンパ系内の免疫因子の濃度および移動は変化しない。したがって、患者の免疫学的疾患プロセスのシグナル経路は変化せず、患者の根本的な免疫学的疾患プロセスは変わらない。   Conventional plasma exchange methods are performed using the peripheral vascular system of the venous tract. Only immune factors floating in the bloodstream are removed, and the concentration and movement of immune factors within the secondary lymphatic system are unchanged. Thus, the signal pathway of the patient's immunological disease process remains unchanged and the patient's underlying immunological disease process remains unchanged.

治療的アフェレシスの有効性を向上させる試みが数多くなされてきているが、今日まで、免疫因子の移動を有効に変化させるものはない。身体の組織、血管、およびリンパ系における他の免疫因子に関連する免疫因子の移動は、免疫系全体の機能に作用する。従来の治療的アフェレシスは、疾患プロセスの処置を伴わず症候的軽減のみを提供する程度のものである。   Many attempts have been made to improve the effectiveness of therapeutic apheresis, but to date, nothing effectively changes immune factor migration. The movement of immune factors relative to other immune factors in the body's tissues, blood vessels, and lymphatic system affects the function of the entire immune system. Traditional therapeutic apheresis is of a degree that provides only symptomatic relief without treatment of the disease process.

本開示は、概して、治療的アフェレシスシステムに関し、より具体的には、治療的アフェレシスを行うための方法および装置に関する。一実施形態では、本開示は、免疫系を調節する高効率形態の治療的アフェレシスを提供し、それにより1つ以上の免疫学的疾患プロセスの処置を行う。   The present disclosure relates generally to therapeutic apheresis systems, and more specifically to methods and apparatus for performing therapeutic apheresis. In one embodiment, the present disclosure provides a highly efficient form of therapeutic apheresis that modulates the immune system, thereby treating one or more immunological disease processes.

本開示の一実施形態による治療的アフェレシスは、体外循環回路からの血液の少なくとも一部を拍動流で患者に戻すものである。他の実施形態では、本開示の方法およびシステムは、中心動脈系を利用して、血漿量を交換し、疾患プロセスを免疫調節する。本開示は、心臓血管の実証されているコンセプトを利用するとともに、断続流および連続流の治療的アフェレシスのコンセプトを組み合わせることに部分的に基づいている。本開示の治療的アフェレシスの一有利性は、初期処置プロセス時だけでなく、患者の生涯にわたって、治療的アフェレシスセッションで患者が費やす時間を短縮することである。「患者」という用語は、ヒトおよび動物の両方を含むように本明細書では広く定義される。   The therapeutic apheresis according to one embodiment of the present disclosure is to return at least a portion of the blood from the extracorporeal circuit to the patient in a pulsatile flow. In other embodiments, the disclosed methods and systems utilize the central arterial system to exchange plasma volume and immunomodulate disease processes. The present disclosure is based in part on utilizing the proven concept of cardiovascular and combining the concept of intermittent and continuous flow therapeutic apheresis. One advantage of the therapeutic apheresis of the present disclosure is that it reduces the time that the patient spends in a therapeutic apheresis session over the lifetime of the patient, not just during the initial treatment process. The term “patient” is broadly defined herein to include both humans and animals.

現在のところ従来の治療的アフェレシスを使用している、免疫プロセスがあるすべての疾患状態が、本明細書に記載の治療的アフェレシスシステムから利益を得ることができる。さらに、多臓器移植(免疫抑制・拒絶および誘導・脱感作を含む)、一般的感染、アレルギー、インバースワクチン(inverse vaccine)などのワクチン作業の必要性、およびがん状態などの、免疫調節で改善する他の免疫学的疾患プロセスは、本明細書に記載される治療的アフェレシスシステムから利益を得ることがある。   All disease states with immune processes that currently use conventional therapeutic apheresis can benefit from the therapeutic apheresis system described herein. In addition, immunoregulation such as multi-organ transplantation (including immunosuppression / rejection and induction / desensitization), general infection, allergies, need for vaccine work such as inverse vaccine, and cancer status. Other immunological disease processes that improve may benefit from the therapeutic apheresis system described herein.

この形態のアフェレシスの有効性を向上させることにより、免疫複合体傷害(例えば炎症)の回避および/または免疫因子・炎症の蓄積の抑止が有益である病的状態で使用され得る。本開示の治療的アフェレシスは、例えば免疫病態が起こる心臓の状態においてなど、そのような状態によって引き起こされる結果的な損傷を防ぐことができる。   By improving the effectiveness of this form of apheresis, it can be used in pathological conditions where it is beneficial to avoid immune complex injury (eg inflammation) and / or to suppress the accumulation of immune factors / inflammatory. The therapeutic apheresis of the present disclosure can prevent consequential damage caused by such a condition, such as in a cardiac condition where an immune pathology occurs.

本開示の特徴および利点は、以下の実施形態の説明を閲読の上で当業者には容易に明らかになるであろう。   The features and advantages of the present disclosure will be readily apparent to those of ordinary skill in the art upon reading the following description of the embodiments.

特許または出願ファイルには、カラーで作成された少なくとも1つの図面が含まれる。カラー図面を含む本特許または特許公報の写しは、請求および必要な手数料の支払いを受けて庁が提供する。   The patent or application file contains at least one drawing made in color. Copies of this patent or patent publication with color drawings will be provided by the Office upon request and payment of the necessary fee.

本開示のいくつかの特定の例示的な実施形態は、以下の記載および添付の図面を部分的に参照することによって理解することができる。   Some specific exemplary embodiments of the present disclosure can be understood by partially referring to the following description and the accompanying drawings.

図1は、本開示の一実施形態による概略模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、図1の概略模式図の一部のさらなる詳細を示す概略模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing further details of a part of the schematic diagram of FIG. 図3は、ヒトの静脈系および動脈系の一部を示す概略模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of the human venous system and arterial system.

本開示は、様々な変形および代替形態が可能であるが、特定の例示的な実施形態が図面に示されており、本明細書でより詳細に記載される。しかしながら、特定の例示的な実施形態の記載は、開示される所定の形態に本発明を限定することを意図するものではなく、むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲にある程度記載されたようなすべての変形および同等形を含む。   While the disclosure is susceptible to various modifications and alternative forms, specific exemplary embodiments are shown in the drawings and are described in greater detail herein. However, the description of certain exemplary embodiments is not intended to limit the invention to the precise form disclosed, but rather, the disclosure is to some extent set forth in the appended claims. Including all variants and equivalents.

本開示は、概して治療的アフェレシスシステムに関し、より具体的には、治療的アフェレシスを行うための方法および装置に関する。本開示のシステムおよび方法は、免疫系を調節する高効率形態の治療的アフェレシスを提供し、それにより1つ以上の免疫学的疾患プロセスの処置を行う。本開示の治療的アフェレシスは、血液を拍動流で患者に戻すことに少なくとも部分的に基づいている。本明細書で使用されるとき、「血液」という用語は、全血または全血の任意の置換成分を指す。   The present disclosure relates generally to therapeutic apheresis systems, and more specifically to methods and apparatus for performing therapeutic apheresis. The systems and methods of the present disclosure provide a highly efficient form of therapeutic apheresis that modulates the immune system, thereby treating one or more immunological disease processes. The therapeutic apheresis of the present disclosure is based at least in part on returning blood to the patient in a pulsatile flow. As used herein, the term “blood” refers to whole blood or any replacement component of whole blood.

本開示の方法およびシステムは、動脈灌流の速度および拍動性を増加させる。同時に、動脈血の血漿から免疫因子が除去され、免疫因子を欠乏させた血液が中心動脈系の上流で患者に戻される。この血液は、毛細管レベル・リンパ系に増加した速度およびパルスで戻される。血漿タンパク質の移行であるタンパク質の経血管流動のメカニズムは、リンパ流の増加を引き起こす血漿タンパク質濃度の減少に起因し、これは経血管タンパク質の透過性よりも大きい。結果として、血管外空間から血管内空間への免疫因子の移動がより多くなる。免疫因子は、一旦血管内空間に入ると、本開示の連続的な血漿交換プロセスによって除去されることができる。   The methods and systems of the present disclosure increase the rate and pulsatility of arterial perfusion. At the same time, immune factors are removed from the arterial blood plasma and blood depleted of immune factors is returned to the patient upstream of the central arterial system. This blood is returned to the capillary level lymphatic system at an increased rate and pulse. The mechanism of protein transvascular flow, which is plasma protein translocation, results from a decrease in plasma protein concentration that causes increased lymph flow, which is greater than the permeability of transvascular proteins. As a result, more immune factors migrate from the extravascular space to the intravascular space. Once the immune factor enters the intravascular space, it can be removed by the continuous plasma exchange process of the present disclosure.

全体的に、本開示の方法およびシステムは、動脈流から免疫因子を除去するとともに、動脈流の血行動態を機械的に増大させることによって、体液調節経路を「リセット」することができる。患者の現在の疾患プロセスのシグナル経路に関与する二次リンパ系における免疫因子の流れや濃度が除かれると、体液性免疫が変化する。身体は、血管外の標準的な体液調節性に戻るために、移動経路の自然な様態をとる。   Overall, the disclosed methods and systems can “reset” fluid regulation pathways by removing immune factors from arterial flow and mechanically increasing hemodynamics of arterial flow. Humoral immunity changes when the flow and concentration of immune factors in the secondary lymphatic system involved in the patient's current disease process signaling pathway is removed. The body takes a natural way of travel to return to standard fluid regulation outside the blood vessels.

本開示は、概して、患者から動脈血を摂取するように構成された体外循環回路を使用し、血液にアフェレシスを行って血液から1以上の成分を除去し、体外循環回路から血液の少なくとも一部分を拍動流で戻す方法およびシステムを対象とする。本明細書で使用されるとき、「拍動流」は周期的な速度変化(例えば、ポンプ作動速度の変化)を伴う流れを指す。そうした方法およびシステムは、とりわけ、患者の免疫系における免疫調節作用を生じさせるために使用され得る。「免疫調節」という用語(およびその派生語)は、本明細書では、所望のレベルへの免疫応答の任意の調整、ならびに免疫系の改変を目的としたすべての治療的介入(例えば、患者の免疫系を誘発、増強、抑制および/または増大することによる)を含むように広く規定される。所定の実施形態では、本開示の治療的アフェレシスは、その使用または患者の処置に適した免疫抑制剤または他の治療剤などの根治療法処置と組み合わせることができる。   The present disclosure generally uses an extracorporeal circuit configured to ingest arterial blood from a patient, performs apheresis on the blood to remove one or more components from the blood, and beats at least a portion of the blood from the extracorporeal circuit. It is directed to a method and system for kinetic return. As used herein, “pulsatile flow” refers to flow with periodic speed changes (eg, changes in pump operating speed). Such methods and systems can be used, inter alia, to produce an immunomodulatory effect in the patient's immune system. The term “immunomodulation” (and its derivatives) is used herein to refer to any therapeutic intervention (eg, patient's intervention) aimed at any modulation of the immune response to a desired level, as well as alteration of the immune system. Broadly defined to include (by inducing, enhancing, suppressing and / or increasing the immune system). In certain embodiments, the therapeutic apheresis of the present disclosure can be combined with radical therapy treatments such as immunosuppressants or other therapeutic agents suitable for their use or treatment of patients.

体外循環回路は、患者の循環系に作動可能に接続される。大動脈に中心動脈アクセスするために、鎖骨下動脈を介してカテーテルを患者に挿入することができる。代替的に、大動脈への経路である大腿動脈にカテーテルを挿入することができる。カテーテルの動脈アクセスは、放射線学的に誘導することができ、血管手技のための標準的な動脈カテーテルアクセスに準じるとよい。同様に、処置を必要とする病的状態に応じて、大動脈の代わりに中心動脈系における1つ以上の主要な解剖学的分岐部にカテーテルを挿入することができる。この形態のアフェレシスの恩恵を受ける神経学的および/または整形外科的状態などの病的状態に応じ、中心動脈系にわたる種々の主要な解剖学的分岐部において、戻る血流の異なる速度を創出することができる。   The extracorporeal circuit is operatively connected to the patient's circulatory system. A catheter can be inserted into the patient via the subclavian artery for central arterial access to the aorta. Alternatively, a catheter can be inserted into the femoral artery, which is the route to the aorta. Catheter arterial access can be guided radiologically and may follow standard arterial catheter access for vascular procedures. Similarly, depending on the pathological condition requiring treatment, a catheter can be inserted into one or more major anatomical branches in the central arterial system instead of the aorta. Depending on pathological conditions such as neurological and / or orthopedic conditions that benefit from this form of apheresis, create different rates of return blood flow at various major anatomical branches across the central arterial system be able to.

本開示の体外循環回路は自動血液細胞分離器を含む。自動血液細胞分離器は、流体のバランスを保ち、正常な血漿量を維持するために使用されることができる。アフェレシスには、連続流遠心分離法または断続流遠心分離法を用いることができる。一部の実施形態では、体外循環回路はアフェレシス遠心分離器を含む。   The extracorporeal circuit of the present disclosure includes an automated blood cell separator. Automatic blood cell separators can be used to balance fluids and maintain normal plasma volume. For apheresis, continuous flow centrifugation or intermittent flow centrifugation can be used. In some embodiments, the extracorporeal circuit includes an apheresis centrifuge.

所定の実施形態では、体外循環回路からの拍動流は1つ以上のポンプからの力によって得られる。他の実施形態では、体外循環回路からの拍動流は、心臓からの脈波を増強するための心臓への電気刺激によって得られる。そのような実施形態では、血液は、依然として所望の拍動流特性を有しながら、ほぼ一定の速度で患者に戻されることができる。   In certain embodiments, the pulsatile flow from the extracorporeal circuit is obtained by force from one or more pumps. In other embodiments, the pulsatile flow from the extracorporeal circuit is obtained by electrical stimulation to the heart to enhance the pulse wave from the heart. In such an embodiment, blood can be returned to the patient at a substantially constant rate while still having the desired pulsatile flow characteristics.

本開示の体外循環回路は1つ以上のポンプを含む。一般に、ポンプは、体外循環回路からの血液の少なくとも一部を患者に戻すことができる。所定の実施形態では、ポンプはまた、拍動流で血液の一部を戻すこともできる。適切なポンプには、容積型ポンプ、ローラーポンプ、心室ポンプ、ピストンポンプ、カイネチックポンプ、遠心ポンプ、強制渦流ポンプ、磁気ポンプが含まれる。一実施形態では、ポンプは、留置カテーテル内に配置されることができる。所定の実施形態では、ポンプは、左心室の収縮流排出量に近似する排出量を有するとよい。所定の実施形態では、ポンプは、変化する容積、タイミング、及び充填/排出比制御を有することができる。血液が、約0.1リットル/分〜1.5リットル/分、0.5リットル/分〜1リットル/分、および0.3リットル/分〜0.6リットル/分にもなる速度でポンピングされるように、ポンプは可変範囲内で動作するように構成されることができる。一実施形態では、1つ以上のポンプは、体外にあるか、または患者の大動脈もしくは中心動脈分岐部に配置され且つ軸流を送達するように構成される留置カテーテルの端部もしくはその付近に配置されることができる。   The extracorporeal circuit of the present disclosure includes one or more pumps. Generally, the pump can return at least a portion of the blood from the extracorporeal circuit to the patient. In certain embodiments, the pump can also return a portion of the blood in a pulsatile flow. Suitable pumps include positive displacement pumps, roller pumps, ventricular pumps, piston pumps, kinetic pumps, centrifugal pumps, forced vortex pumps, magnetic pumps. In one embodiment, the pump can be placed in an indwelling catheter. In certain embodiments, the pump may have an output that approximates the left ventricular contractile flow output. In certain embodiments, the pump can have varying volume, timing, and fill / discharge ratio control. Pumping blood at a rate of about 0.1 liter / minute to 1.5 liter / minute, 0.5 liter / minute to 1 liter / minute, and 0.3 liter / minute to 0.6 liter / minute As can be seen, the pump can be configured to operate within a variable range. In one embodiment, the one or more pumps are located outside or near the end of an indwelling catheter that is placed in the patient's aorta or central artery bifurcation and configured to deliver axial flow. Can be done.

ポンプは、コントローラに作動可能に接続される。コントローラは、ポンプに対して1つ以上の信号を生成するように構成され、各ポンプは、コントローラから受信する各信号に含まれる情報に従って動作するように構成される。コントローラはポンプを制御し、体外回路から患者に戻される血液の一部の拍動流を実現する。所定の実施形態では、コントローラは、心室収縮の開始と合致するようにポンプの容積流量を調節する。コントローラはまた、患者の固有の心電図またはペーシングされたリズムに関する入力を受け取ることができる。また、コントローラは、動脈系を介して患者に血液を戻すために1つ以上のポンプに情報を提供することができる。コントローラは、患者の様々な圧力(例えば、血圧)を感知し、必要であれば補うためにポンプ速度を減少または増加させるように構成されることもできる。またコントローラは、生体インピーダンス、身体運動および/または心臓能パラメータなどの他の生理学的パラメータを感知して、患者への血流を最適化するためにポンプ速度を調整するように構成されることもできる。またコントローラは、本開示のシステムの他の構成要素に操作可能に接続されてもよい。例えば、コントローラは、自動血液細胞分離器、温度センサ、圧力センサ、空気塞栓センサ、パルスセンサ(例えば、ECG)および/または熱交換器から信号を生成および/または受信するように構成されてもよい。標準的な電力供給装置がコントローラと併用されて、システムおよび/または方法の運用を可能にする適切なワット数を供給することができる。   The pump is operably connected to the controller. The controller is configured to generate one or more signals to the pump, and each pump is configured to operate according to information contained in each signal received from the controller. The controller controls the pump and provides a pulsatile flow of the portion of blood that is returned from the extracorporeal circuit to the patient. In certain embodiments, the controller adjusts the volumetric flow rate of the pump to coincide with the onset of ventricular contraction. The controller can also receive input regarding the patient's unique electrocardiogram or paced rhythm. The controller can also provide information to one or more pumps to return blood to the patient via the arterial system. The controller can also be configured to sense various patient pressures (eg, blood pressure) and decrease or increase pump speed to compensate if necessary. The controller may also be configured to sense other physiological parameters, such as bioimpedance, body movement and / or cardiac performance parameters, and adjust pump speed to optimize blood flow to the patient. it can. The controller may also be operably connected to other components of the system of the present disclosure. For example, the controller may be configured to generate and / or receive signals from an automated blood cell separator, temperature sensor, pressure sensor, air embolization sensor, pulse sensor (eg, ECG) and / or heat exchanger. . A standard power supply can be used in conjunction with the controller to provide the appropriate wattage that allows the system and / or method to operate.

一実施形態では、コントローラからの1つ以上の信号により、1つ以上のポンプが患者への血流を拍動することができる。より詳細には、1つ以上のポンプは、拍動血流が軸流で患者に戻るように、拍動血流を患者にポンピングする能力を有することが可能である。コントローラは、心臓のリズムもしくはペーシングされたリズムと同期して、または心臓のリズムと同期しないで、ポンプ速度を変化させることができる。換言すれば、拍動は患者の心臓のリズムを模倣することができる。患者の心拍数または標的の心拍数で患者への血流を再現しようとする試みは、処置の有効性を高めると考えられている。限定するものではなく説明として、数学モデルおよび物理モデルでは、同じ平均圧力で、拍動血流が非拍動流の約2.4倍のエネルギー含量を有し、それにより組織を通して著しく多くのエネルギーを散逸することが示された。拍動はリンパ系内の血流に直接的に影響を及ぼし、毛細管および組織における拍動流からのエネルギーは組織からリンパ系への物質に起こる作用と交換される。所定の実施形態では、コントローラは、ECGトレースによって測定されるような収縮の開始後約75ミリ秒未満または約75ミリ秒でポンプからの排出開始が起こるように構成される。コントローラはまた、送達されるECG信号に排出開始を同調させること可能にするためにプログラムされた遅延を含むことができる。   In one embodiment, one or more signals from the controller may cause one or more pumps to pulse blood flow to the patient. More particularly, the one or more pumps can have the ability to pump pulsatile blood flow to the patient such that the pulsatile blood flow returns to the patient in axial flow. The controller can change the pump speed either in sync with the heart rhythm or paced rhythm, or not in sync with the heart rhythm. In other words, the beat can mimic the rhythm of the patient's heart. Attempts to replicate blood flow to the patient at the patient's heart rate or at the target heart rate are believed to increase the effectiveness of the treatment. By way of illustration and not limitation, in mathematical and physical models, at the same average pressure, pulsatile blood flow has an energy content approximately 2.4 times that of non-pulsatile flow, thereby significantly increasing energy throughout the tissue. Was shown to dissipate. The pulsation directly affects the blood flow in the lymphatic system, and energy from the pulsatile flow in the capillaries and tissues is exchanged for the action that occurs on the material from the tissue to the lymphatic system. In certain embodiments, the controller is configured such that onset of pumping occurs less than about 75 milliseconds or about 75 milliseconds after the start of contraction as measured by an ECG trace. The controller can also include a programmed delay to allow the start of draining to be tuned to the delivered ECG signal.

一実施形態では、コントローラは、血液の温度についての情報を受信し、熱交換器を制御するように構成される。そうした熱交換器は、患者に戻される血液の温度を調整するために使用され得る。コントローラは、熱交換器とともに、現在の身体と一致させて、正常範囲の温度で、または温度を上昇させて、戻される血液温度を変化させる。熱交換器は、患者に戻される血液の温度が、後負荷抵抗を低減するのに適切な温度または許容可能な温度であるようにするために使用可能である。   In one embodiment, the controller is configured to receive information about blood temperature and to control the heat exchanger. Such a heat exchanger can be used to regulate the temperature of the blood returned to the patient. The controller, along with the heat exchanger, changes the returned blood temperature at a normal range temperature or by increasing the temperature, consistent with the current body. The heat exchanger can be used to ensure that the blood temperature returned to the patient is at a suitable or acceptable temperature to reduce afterload resistance.

所定の実施形態では、コントローラはまた、患者に戻される血液の脈波を増強するために、心臓への1つ以上のペーシング信号(例えば、電気刺激)を生成するように構成されたパルス発生器をも含む。こうした実施形態では、コントローラは、心臓上または心臓内に配置され、かつ留置カテーテルの端部に遠位に配置された1つ以上のリード線に操作可能に接続されるとよい。コントローラは、リード線から感知信号を受信し(例えば、ECGイベント)、コントローラ内のパルス発生器は、感知信号に基づいてリード線への1つ以上のペーシング信号を生成するように構成される。そうした構成では、体外循環回路から患者への血液の戻り部分の拍動流は、機械的なポンプ脈動流がなくても作用を受け、患者の二次リンパ系におけるリンパ循環を依然として刺激する。   In certain embodiments, the controller is also a pulse generator configured to generate one or more pacing signals (eg, electrical stimuli) to the heart to enhance the blood pulse wave returned to the patient. Is also included. In such embodiments, the controller may be operably connected to one or more leads disposed on or in the heart and disposed distal to the end of the indwelling catheter. The controller receives a sensing signal from the lead (eg, an ECG event), and a pulse generator within the controller is configured to generate one or more pacing signals to the lead based on the sensing signal. In such a configuration, the pulsatile flow of blood returning from the extracorporeal circuit to the patient is acted upon without mechanical pump pulsatile flow and still stimulates lymphatic circulation in the patient's secondary lymphatic system.

一実施形態では、患者に戻される血流の速度振幅は、ベースラインパルス周波数を維持、増加または減少させながら、ベースラインから変更(例えば、増加および/または減少)させることができる。このようにして、免疫調節に作用する成分の移動における変化を生じさせるために、戻り血流において異なる速度を得ることができる。   In one embodiment, the velocity amplitude of the blood flow returned to the patient can be altered (eg, increased and / or decreased) from baseline while maintaining, increasing or decreasing the baseline pulse frequency. In this way, different velocities can be obtained in the return blood flow in order to cause changes in the movement of components that act on immune regulation.

本開示のシステムおよび方法はまた、1つ以上の圧力センサ、熱センサ、パルスセンサ(例えば、心電図検査(electrocardiography、EKG)機器)、またはそれらの任意の組み合わせを含むとよい。また1つ以上の熱交換器を使用することができる。適切な熱交換器は、血液の少なくとも一部を、正常な体温範囲を超えて華氏5度まで加熱することができるものである。所定の実施形態では、リザーバシステムを使用して、血漿交換に関する血液および得られる成分の処理を容易にすることができる。さらに、コントローラおよび/またはモニター盤が、血液の特性などの1つ以上の患者の入力情報を受け取り、患者に戻される血液の一部の血液特性を追跡および/または表示することができる。   The systems and methods of the present disclosure may also include one or more pressure sensors, thermal sensors, pulse sensors (eg, electrocardiography (EKG) equipment), or any combination thereof. One or more heat exchangers can also be used. A suitable heat exchanger is one that can heat at least a portion of the blood to 5 degrees Fahrenheit beyond the normal body temperature range. In certain embodiments, a reservoir system can be used to facilitate the processing of blood and resulting components for plasma exchange. In addition, a controller and / or monitor board may receive one or more patient input information, such as blood characteristics, and track and / or display some blood characteristics of the blood returned to the patient.

一実施形態では、コントローラは、アルゴリズムを介して、患者に戻される血液の所望の特性を算出するように構成される。アルゴリズムの目的は、所望の血液特性の増強、変化または変更を評価することである。このアルゴリズムは、患者のニーズ、または例えば患者の生理学的プロファイルおよび/もしくは疾患に基づいた血漿交換特性に応じて変更されることができる。血漿交換特性は、拍動性、流速および/または温度に関する血液特性に関連する。   In one embodiment, the controller is configured to calculate a desired characteristic of blood returned to the patient via an algorithm. The purpose of the algorithm is to evaluate enhancements, changes or changes in the desired blood properties. This algorithm can be modified according to patient needs or plasma exchange characteristics based on, for example, the patient's physiological profile and / or disease. Plasma exchange properties are related to blood properties with respect to pulsatility, flow rate and / or temperature.

血液または他の流体を移動させるための、本開示のシステムおよび/または方法で使用されるチューブまたはカテーテルは、任意の適切な生体適合性または生体材料で作製されることができる。例えば、必要な強度および生体適合特性を有し、方向性流動の機能を可能にするものなどのプラスチック材料を使用することができる。剛性生体材料または可撓性生体材料は、代替的または追加的にその構成に利用され得る。適切なチューブ材料の例には、アフェレシス、血液透析、心肺バイパス、および体外膜型酸素化装置(extracorporeal membrane oxygenation、ECMO)などの体外循環に一般に使用されるものが含まれる。   Tubes or catheters used in the systems and / or methods of the present disclosure for moving blood or other fluids can be made of any suitable biocompatible or biomaterial. For example, plastic materials such as those that have the necessary strength and biocompatibility properties and that allow for directional flow capability can be used. Rigid biomaterials or flexible biomaterials may alternatively or additionally be utilized in the configuration. Examples of suitable tubing materials include those commonly used for extracorporeal circulation, such as apheresis, hemodialysis, cardiopulmonary bypass, and extracorporeal membrane oxygenation (ECMO).

一実施形態では、本開示のシステムおよび方法では、低誘電率、低摩擦係数、非反応性、またはそれらの組み合わせを有するチューブ材料が使用される。適切なチューブ材料の例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)およびペルフルオロアルコキシ(PFA)が含まれる。   In one embodiment, the system and method of the present disclosure uses a tube material having a low dielectric constant, a low coefficient of friction, non-reactivity, or a combination thereof. Examples of suitable tube materials include polytetrafluoroethylene (PTFE) and perfluoroalkoxy (PFA).

上述のように、本開示のシステムおよび方法にはアフェレシスのための体外循環回路を含む。所定の実施形態では、そうしたアフェレシスには、血液に置換液を添加することが含まれる。置換液は、新鮮凍結血漿(FFP)および/または所定のパーセンテージのアルブミン溶液および/または生理食塩水であり得る。ヘパリンおよび/または生理食塩水は、患者のニーズに応じて置換液に添加されることができる。生理食塩水および/またはヘパリンは、処置の前および/または処置中に処置に加えることができる。しかしながら、生理食塩水およびヘパリンは、システムに添加される必要はなく、あるいは末梢静脈血管系を介して添加されることができる。一実施形態では、生理食塩水は、当業者に理解されるように、業界標準の治療に適した量で添加され、水分補給に使用されることができる。一実施形態では、患者には、血管および血漿交換処置時に標準的な抗凝固に従ってヘパリンを投与する。クエン酸系抗凝固剤による低カルシウム血症は治療的アフェレシスの一般的な軽度有害事象であるが、クエン酸ナトリウムは、健康なドナーではよりよく対応可能なことから、広く受け入れられている。より病気の重い個体群にはヘパリンがより適切である。ヘパリンを使用することで、カルシウムイオン活性の静的状態が保たれる。クエン酸系抗凝固剤はカルシウムイオンと結合する。カルシウムイオンの減少は、不整脈などの心臓の有害事象の増加をもたらし得る。この理由から、ヘパリンは心臓への適用において長年にわたって安全に使用されている。ヘパリンは、血管処置を受けている患者にとって標準治療である。   As described above, the systems and methods of the present disclosure include an extracorporeal circuit for apheresis. In certain embodiments, such apheresis includes adding a replacement fluid to the blood. The replacement fluid can be fresh frozen plasma (FFP) and / or a predetermined percentage of albumin solution and / or saline. Heparin and / or saline can be added to the replacement fluid depending on the needs of the patient. Saline and / or heparin can be added to the treatment before and / or during the treatment. However, saline and heparin need not be added to the system or can be added via the peripheral venous vasculature. In one embodiment, saline can be added and used for hydration, as will be appreciated by those skilled in the art, in an amount suitable for industry standard therapy. In one embodiment, the patient is administered heparin according to standard anticoagulation during vascular and plasma exchange procedures. Hypocalcemia due to citrate anticoagulants is a common mild adverse event of therapeutic apheresis, but sodium citrate is widely accepted because it can be better handled in healthy donors. Heparin is more appropriate for more diseased populations. By using heparin, the static state of calcium ion activity is maintained. Citrate anticoagulants bind calcium ions. Decrease in calcium ions can lead to an increase in cardiac adverse events such as arrhythmias. For this reason, heparin has been used safely for many years in cardiac applications. Heparin is the standard treatment for patients undergoing vascular treatment.

一実施形態では、患者に戻る血液内の置換液は、薬剤、免疫因子、細胞、ナノ粒子、および/またはベクターなどの1つ以上の治療剤を含むことができる。治療剤を含む置換液は、そのような治療剤の送達を増大させることができる。治療剤を含む置換液は、全量交換または全量未満の任意の量の交換で交換されることができる。この治療的アフェレシスシステムにおいて処置当たりの時間、交換量、交換比率、および戻される構成成分・置換液内の因子の濃度は、なかでも、疾患プロセスの重症度および病態ならびに特定の治療剤によって決まるものである。   In one embodiment, the replacement fluid in the blood that returns to the patient can include one or more therapeutic agents, such as drugs, immune factors, cells, nanoparticles, and / or vectors. Replacement fluids containing therapeutic agents can increase the delivery of such therapeutic agents. The replacement fluid containing the therapeutic agent can be exchanged in a full amount exchange or any amount less than the full amount. In this therapeutic apheresis system, the time per treatment, the amount exchanged, the exchange rate, and the concentration of the components in the components / substitutions returned will depend, among other things, on the severity and condition of the disease process and the particular therapeutic agent. It is.

図1および図2は本開示の一実施形態を示す。特に、血液は、患者の大動脈または中心動脈分岐部から受け取り、これは概して10に示され、体外循環回路におよび/または体外循環回路を介して送達され、概して12に示される。温度(T)、圧力(P)、速度(V)、加速度(A)、所定の血液細胞(BC)の数および/もしくはタイプ、ヘパリン(H)レベル、ならびに/または血漿(PI)レベルなどの所定の血液特性は、この送達時に、および/または血液が体外循環回路12に送られる前に、測定または分析される。上述のように、置換液(RP)は、血液が体外循環回路12に送達される前または後に血液に加えることができる。血圧、パルス、および/または心拍数などの患者についての所定の情報は、体外循環回路12、そのなかのコントローラ14に伝達または提供される。   1 and 2 illustrate one embodiment of the present disclosure. In particular, blood is received from the patient's aorta or central artery bifurcation, which is generally indicated at 10 and delivered to and / or via the extracorporeal circuit, generally indicated at 12. Temperature (T), pressure (P), velocity (V), acceleration (A), number and / or type of a given blood cell (BC), heparin (H) level, and / or plasma (PI) level, etc. The predetermined blood characteristic is measured or analyzed at the time of delivery and / or before the blood is sent to the extracorporeal circuit 12. As described above, the replacement fluid (RP) can be added to the blood before or after the blood is delivered to the extracorporeal circuit 12. Pre-determined information about the patient, such as blood pressure, pulses, and / or heart rate, is communicated or provided to the extracorporeal circuit 12, controller 14 therein.

体外循環回路12を出た血液は、例えば患者10の大動脈または中心動脈分岐部に送り返される。温度(T)、圧力(P)、速度(V)、加速度(A)、所定の血液細胞(BC)の数および/もしくはタイプ、ヘパリンレベル(H)、ならびに/または血漿レベル(PI)などの所定の血液特性は、体外循環回路12から患者10の大動脈または中心動脈分岐部への血液送達時に測定または分析される。コントロールまたはモニター盤14では、上述のアルゴリズムが使用されて、1つ以上のポンプ16の作動を制御し、それにより、血液が体外循環回路12を出て患者に戻るときに血液を拍動させる。図2に示されるように、血液の様々なパラメータまたは特性(例えば、温度)は、体外循環回路12を介した送達にわたってモニターまたは測定される。   The blood leaving the extracorporeal circuit 12 is sent back to, for example, the aorta or central artery branch of the patient 10. Temperature (T), pressure (P), velocity (V), acceleration (A), number and / or type of a given blood cell (BC), heparin level (H), and / or plasma level (PI), etc. The predetermined blood characteristic is measured or analyzed during blood delivery from the extracorporeal circuit 12 to the aorta or central artery bifurcation of the patient 10. In the control or monitor panel 14, the algorithm described above is used to control the operation of one or more pumps 16, thereby pulsing the blood as it exits the extracorporeal circuit 12 and returns to the patient. As shown in FIG. 2, various parameters or characteristics (eg, temperature) of blood are monitored or measured over delivery through the extracorporeal circuit 12.

一実施形態では、処置を施すために、カテーテルは、脊髄神経系への血液供給の神経刺激の恩恵を得るように、患者の胸椎においてできるだけ高い位置に配置されることができる。そのような配置は腎動脈の上方でもあり、腎臓系へ血液供給するという利益をもたらす。拍動流の振幅は、腎臓における血流の増大と直接的に関連し、このため、処置と処置の間の身体機能を高める改善された臓器機能が得られる。   In one embodiment, to perform the procedure, the catheter can be placed as high as possible in the patient's thoracic vertebra to benefit from neural stimulation of blood supply to the spinal nervous system. Such an arrangement is also above the renal artery and provides the benefit of blood supply to the renal system. The amplitude of the pulsatile flow is directly related to the increased blood flow in the kidney, which results in improved organ function that enhances body function between treatments.

一実施形態において、処置当たりの交換時間および交換量は、免疫学的ニッチに作用するために必要とされる免疫学的プロセスの重症度および病態によって決まるものである。これは、ニッチにおけるこれらの免疫学的プロセスの自己永続化サイクルが、さらなる免疫因子を構築することができる前に破壊されるようにするということである。処置当たりの時間をより長くすることで、身体の時間がフィブリノーゲンに追いつくことを助けるかもしれないが、交換される量を多くすることでFFPを必要とすることがある。この処置では、必要に応じて標準的な1〜1.5容量を超えるものを置き換えることができる。   In one embodiment, the exchange time and amount per treatment depends on the severity and pathology of the immunological process required to affect the immunological niche. This means that the self-perpetuating cycle of these immunological processes in the niche is destroyed before further immune factors can be built. Longer time per procedure may help the body's time catch up with fibrinogen, but may require FFP by increasing the amount exchanged. This procedure can replace more than the standard 1-1.5 capacity if needed.

本発明の広い範囲を示す数値範囲およびパラメータのいずれも近似値であるが、特定の例に示された数値は可能な限り正確に示されている。しかし、任意の数値は、それぞれの試験測定で算出された標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。   Although the numerical ranges and parameters indicating the wide range of the present invention are both approximate, the numerical values shown in the specific examples are shown as accurately as possible. Any numerical value, however, inherently contains certain errors necessarily resulting from the standard deviation calculated in their respective testing measurements.

本開示のシステムおよび/または装置は、独立型であってもよく、または任意の他の医療もしくは健康管理のシステムもしくは装置とは別に、区別されて作動されてもよい。代替的に、本開示のシステムおよび/または装置は、1つ以上の血液透析、心肺バイパス、体外膜型酸素化装置(ECMO)および/またはアクアフェレシス(aquapheresis)とともに運用可能である。   The systems and / or devices of the present disclosure may be stand-alone or may be operated separately from any other medical or health care system or device. Alternatively, the systems and / or devices of the present disclosure are operable with one or more hemodialysis, cardiopulmonary bypass, extracorporeal membrane oxygenator (ECMO) and / or aquapheresis.

ゆえに、本発明は、上述した目的および利点や、内在する目的および利点を達成するために非常に適したものである。当業者によって多くの変更が行われることが可能であるが、そうした変更は、部分的に添付の特許請求の範囲によって示されるように、本発明の意図内に包含される。

Therefore, the present invention is very suitable for achieving the above-mentioned objects and advantages and the inherent objects and advantages. Many modifications may be made by those skilled in the art, but such modifications are encompassed within the spirit of the invention, as indicated in part by the appended claims.

Claims (16)

動脈血液を患者から体外循環回路に引き込むステップと、
前記血液にアフェレシスを行って、前記血液から1つ以上の成分を除去するステップと、
前記血液の一部を前記体外循環回路から拍動流で前記患者に戻すステップとを含む方法。
Drawing arterial blood from the patient into the extracorporeal circuit;
Performing apheresis on the blood to remove one or more components from the blood;
Returning the portion of the blood to the patient in a pulsatile flow from the extracorporeal circuit.
前記体外循環回路は、自動血液細胞分離器、ポンプ、センサ、および熱交換器のうちの1つ以上を含む、請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the extracorporeal circuit comprises one or more of an automated blood cell separator, a pump, a sensor, and a heat exchanger. 前記拍動流は1つ以上のポンプによって発生される、請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the pulsatile flow is generated by one or more pumps. 前記拍動流は前記患者からの脈波によって発生される、請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the pulsatile flow is generated by a pulse wave from the patient. 前記血液の一部は置換液を含有する、請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the portion of blood contains a replacement fluid. 前記血液の一部は治療剤を含む置換液を含有する、請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the portion of blood contains a replacement fluid comprising a therapeutic agent. 前記拍動流は心室収縮と同時に起こす、請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the pulsatile flow occurs simultaneously with ventricular contraction. 前記拍動流は、前記1つ以上のポンプからの排出によって開始され、心室収縮と同時に起こす、請求項2の方法。   3. The method of claim 2, wherein the pulsatile flow is initiated by draining from the one or more pumps and occurs concurrently with ventricular contraction. 前記ポンプは全身の動脈遠位部から血液が充填され、血液を全身の動脈近位部に戻す、請求項2の方法。   3. The method of claim 2, wherein the pump is filled with blood from a systemic distal artery and returns the blood to the systemic proximal artery. ポンプ、アフェレシス遠心分離器、パルス検出器、およびコントローラを含み、動脈血液を受け取り、前記血液の一部を戻す、システム。   A system comprising a pump, an apheresis centrifuge, a pulse detector, and a controller for receiving arterial blood and returning a portion of the blood. 熱交換器をさらに含む、請求項10に記載のシステム。   The system of claim 10, further comprising a heat exchanger. 前記パルス検出器は心電図検査(electrocardiography、EKG)機器である、請求項10に記載のシステム。   The system of claim 10, wherein the pulse detector is an electrocardiography (EKG) device. 前記ポンプは、容積型ポンプまたはカイネチックポンプのうちの1つである、請求項10に記載のシステム。   The system of claim 10, wherein the pump is one of a positive displacement pump or a kinetic pump. 前記ポンプは、容積型ポンプ、ローラーポンプ、心室ポンプ、ピストンポンプ、カイネチックポンプ、遠心ポンプ、磁気ポンプ、および強制渦流ポンプのうちの1つ以上である、請求項10に記載のシステム。   The system of claim 10, wherein the pump is one or more of a positive displacement pump, a roller pump, a ventricular pump, a piston pump, a kinetic pump, a centrifugal pump, a magnetic pump, and a forced vortex pump. 電気リード線をさらに含む、請求項10に記載のシステム。   The system of claim 10, further comprising an electrical lead. 圧力センサ、温度センサ、およびパルスセンサのうちの1つ以上をさらに含む、請求項10に記載のシステム。

The system of claim 10, further comprising one or more of a pressure sensor, a temperature sensor, and a pulse sensor.

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